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多軸向織物預浸料技術說明

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-10-31  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:105

多軸向織物預浸料是通過連續多軸向編織實現結構設計定向增強,利用預浸技術生產出的材料多軸向織物預浸料在世界范圍內也剛剛開始應用,但由于其優越的性能,發展非常迅速。應用領域已涉及經濟建設,國防科學及人們日常生活的各個領域。特別是應用于造船業、航天航空、風力發電、交通運輸、各種管道、體育器械等許多領域。

1、多軸向經編技術是近年來發展起來的一種新型的多向襯緯編織技術。利用這種技術,平行伸直、無卷曲的紗線可以垂直地或以所需的角度引入織物結構中 , 實現最有效的結構預設計定向增強。多軸向經編織物具有極大的設計靈活性,各向同性的適應力與應變能力,以及較高的抗撕裂傳遞性和良好的適型性。因此,多軸向經編織物在柔性復合材料領域中具有獨特的優勢。應用多軸向襯緯經編織物可降低復合材料產品的成本。 

與傳統的機織物增強材料相比,主要優點有:織物的抗拉強力較高;織物的彈性模量較高;織物的懸垂性較好;織物的剪切性能較好;織物形成復合材料的纖維含量較高;經編多軸向織物抗層間脫離性能較好;具有更好的抗沖擊性能;準各向同性特點。

2、隨著復合材料研究和開發的不斷進步, 使用領域日漸擴大, 復合材料構件不同制造工藝、不同工作條件對預浸料也提出了不同要求。為了適應來自多方面的需要, 新的預浸料不斷出現, 預浸料的類型不斷增加。按物理狀態分類,預浸料分成單向預浸料、單向織物預浸料、織物預浸料;根據纖維長度不同, 分成短纖維( 4176mm 以下) 預浸料、長纖維( 1217mm) 預浸料和連續纖維預浸料; 按固化溫度不同, 分成中溫固化( 120 ) 預浸料、高溫固化( 180 ) 預浸料以及固化溫度超過200  的預浸料等。

Hexcel的M21是一種第三代韌性環氧基體,它具有航空航天應用所需的機械強度、剛度和其它性能, M21可與單向帶和多軸織物一起使用作為適用于大型航空航天結構件的預浸料。預浸料也不大適合復雜的小半徑的3D 幾何形狀。Hexcel開發了一種單向玻璃纖維碳纖維預浸料的變體。憑借較長(但非連續的)纖維和不小于57%的纖維含量,在機械性能方面甚至優于強度最高的SMC,從而被推薦用于必須批量生產的剛性、幾何形狀復雜、重量控制嚴格的產品。

3、將多軸向織物編織和預浸料生產結合起來實現連續工業化生產是現代復合發展的前沿技術,是未來復合材料的發展方向,具體成型工藝如下:

準備纖維    編織纖維預成型     纖維連續多軸向編織    配置預浸膠液   纖維連續多軸向織物預浸    預浸織物預成型    預浸料成型    包裝

4、采用該預浸料生產復合材料具有以下特點:

(1)可設計性強,可根據結構力學性能要求設計各個方向的強度。

(2)具有高強度、抗沖擊、減振吸能等優點。

(3)織物的剪切性能較好,具有超強抗剝離性能、耐久性和優異的整體性。 
        (4)由于增強纖維伸直,具有突出的機械性能。

 (5)生產效率高,產品質量穩定減少了產品成本。

 
 
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